Evonik will die Lebensdauer von Gelenkprothesen mit PEEK-Biomaterialien verlängern

Evonik erforscht die Einsatzmöglichkeiten des Hochleistungspolymers Vestakeep PEEK, eines bewährten Implantatmaterials für die Medizintechnik, für komplexe Gelenkprothesensysteme. Das Spezialchemieunternehmen greift auf die Expertise medizinischer Spezialisten des weltweit anerkannten Harris Orthopedics Laboratory - Center for Knee and Hip Replacement am Massachusetts General Hospital in Boston zurück. Wenn die kollaborative Innovation erfolgreich ist, könnte die Lebensdauer von Vestakeep-basierten Gelenkprothesen erheblich verlängert werden, wodurch Revisionsoperationen oder Jahre der Schmerztherapie reduziert werden können – und die Innovation von der Veterinär- auf die Humanmedizin übertragen wird.

Das Biomaterial PEEK von Evonik wird bereits erfolgreich in Hüftprothesensystemen der neuesten Generation für Haustiere wie Hunde und Katzen des Schweizer Unternehmens KYON eingesetzt. Herzstück der innovativen Technologie ist ein Reibpartner aus Evoniks Biomaterial Vestakeep PEEK mit einem zusätzlichen kohlenstofffaserverstärkten PEEK-Ring zwischen Keramikkopf und Pfanne. Unveröffentlichte Daten zeigen, dass der lineare Verschleiß mit Keramik auf PEEK im Vergleich zu herkömmlichen Paarungen um den Faktor 7 reduziert wird.

Ungefähr 6000 erfolgreich durchgeführte Hüftprothesen ohne eine einzige Revision aufgrund von Inlay-Verschleiß und ebenso viele zufriedene Hunde – darunter wahre Champions (Agility Dogs) – sowie fünf Jahre sorgfältige Dokumentation bestätigen den Erfolg des PEEK-basierten Hüftgelenkersatzsystems von KYON. Die Polymerexperten von Evonik möchten unter anderem die Materialkompetenz und das Anwendungsverständnis aus veterinärmedizinischen Anwendungen bei potentiellen Medizinprodukteherstellern in die Humanmedizin übertragen.

Gelenke sind komplexe Bewegungssysteme, die wichtige anatomische Funktionen erfüllen und ständig starken Belastungen ausgesetzt sind. Im Medical Device Competence Center in Birmingham, Alabama, verfolgt Evonik den Ansatz, die Schwachstellen der in der Humanmedizin bereits am Markt etablierten Gelenkprothesensysteme zu analysieren und mit seinem Hochleistungspolymer PEEK eine Lösung zu entwickeln.

Das sagt Marc Knebel, Leiter des Marktsegments Medizintechnik bei Evonik. „Wir untersuchen den Einsatz von Vestakeep in menschlichen Gelenkprothesen, um die Lebensqualität der Patienten zu verbessern. Wir haben beispielsweise PEEK als Materialkomponente in komplexen Gelenkprothesensystemen verstehen gelernt, die in bestehende Technologien nach den Baukastenprinzip.“

Heutige Gelenkprothesensysteme überzeugen durch Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. Reibungspartner – sogenannte Inlays, wie sie beispielsweise zwischen Kopf und Pfanne einer im Knochen verankerten Hüftprothese sind – sind jedoch eine primäre Schwachstelle aktueller Technologien. Laut Knebel von Evonik könnte das tribologische Biomaterial PEEK des Unternehmens in Zukunft den entscheidenden Unterschied machen und die Lebensdauer einer Hüftprothese um das Vierfache verlängern.

Wenn dem so wäre, könnten Millionen Patienten weltweit auf jahrelange schmerzlindernde Therapien verzichten. Diese sind oft notwendig, um ein gewisses Operationsalter zu erreichen, damit die Wahrscheinlichkeit einer riskanten Revision im fortgeschrittenen Alter reduziert werden kann.

Knebel:„Der behördliche Zulassungsprozess in der Humanmedizin orientiert sich strikt am Mehrwert für die Patienten. Diesen Mehrwert müssen wir hinreichend nachweisen, um Partner für weitere Entwicklungsschritte zu gewinnen. Aus diesem Grund kooperieren wir mit dem Massachusetts General Hospital in Boston.“ , testen unser Material in ihren professionellen Labors auf tribologische Eigenschaften und erhalten wertvolles Feedback, das uns immer einen Schritt weiterbringt."

Orhun K. Muratoglu, PhD, Direktor des Harris Orthopedics Laboratory und Direktor des Technology Implementation Research Center (TIRC) am Massachusetts General Hospital in Boston und Professor für orthopädische Chirurgie an der Harvard Medical School, bemerkte:„Am Harris Orthopedics Laboratory haben wir nutzten unsere hochmodernen In-vitro-Verschleißtestmaschinen, um die Leistung von PEEK-Formulierungen in medizinischer Qualität für orthopädische Gelenkersatzanwendungen wie Hüft- und Knieimplantate zu bewerten, und fanden heraus, dass das UHMWPE-PEEK-Paar eine ähnliche oder bessere Leistung als die des Goldstandard UHMWPE-CoCr-Paar.“